李海艷 劉玉穎

(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院 北京 100083)

1 簡(jiǎn)介

2018年9月，教育部發(fā)布了《關(guān)于狠抓新時(shí)代全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議精神落實(shí)的通知》，強(qiáng)調(diào)全面整頓教育教學(xué)秩序，嚴(yán)格本科教育教學(xué)過(guò)程管理，加強(qiáng)學(xué)習(xí)過(guò)程管理.要全面梳理各門(mén)課程的教學(xué)內(nèi)容，淘汰“水課”、打造“金課”，合理提升學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度、增加課程難度、拓展課程深度，切實(shí)提高課程教學(xué)質(zhì)量.要切實(shí)加強(qiáng)學(xué)習(xí)過(guò)程考核，加大過(guò)程考核成績(jī)?cè)谡n程總成績(jī)中的比重，過(guò)程性考核形式多樣化[1].

為深入貫徹教育部《關(guān)于狠抓新時(shí)代全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議精神落實(shí)的通知》精神，幾年來(lái)，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)在大學(xué)物理課程中加大了過(guò)程考核成績(jī)?cè)谡n程總成績(jī)中的比重，采用了多樣化的考核方式：包括平時(shí)作業(yè)、學(xué)習(xí)筆記、課堂表現(xiàn)、小組合作探究、階段性測(cè)驗(yàn)(包括單元測(cè)驗(yàn)或隨堂測(cè)試等)、出勤率等；以上各項(xiàng)考核成績(jī)作為平時(shí)成績(jī)，與期末試卷成績(jī)共同構(gòu)成課程總成績(jī).教學(xué)過(guò)程中批改作業(yè)、組織專題討論、開(kāi)展階段性測(cè)驗(yàn)、查閱學(xué)生課堂筆記等，并客觀、準(zhǔn)確、公正地評(píng)定成績(jī).合理考核學(xué)生成績(jī)，科學(xué)評(píng)價(jià)教學(xué)效果，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)和能力.

教學(xué)考核方式多種多樣，哪種考核方式與期末考試成績(jī)相關(guān)性大？對(duì)成績(jī)影響顯著呢？為了不斷提高教學(xué)質(zhì)量，精準(zhǔn)研究各個(gè)考核方式對(duì)學(xué)生期末成績(jī)的影響，邊實(shí)踐邊研究，不斷優(yōu)化改進(jìn)考核的方式，本文以中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)水產(chǎn)專業(yè)為例，對(duì)大學(xué)生物理成績(jī)影響的因素進(jìn)行了具體的量化研究.

物理教育研究(Physics Education Research，簡(jiǎn)稱PER)是一種有目的、有計(jì)劃的活動(dòng)，研究人員必須依據(jù)研究目的收集數(shù)據(jù)、選擇適合的數(shù)據(jù)分析方法和對(duì)結(jié)果給出合理的解釋.物理教育研究領(lǐng)域是一個(gè)多元化、非常有魅力的研究領(lǐng)域；也是一個(gè)專業(yè)化很強(qiáng)、很有挑戰(zhàn)的領(lǐng)域[2].物理教育量化研究在國(guó)外高校已蓬勃發(fā)展，在國(guó)內(nèi)還是一個(gè)亟待開(kāi)發(fā)研究的領(lǐng)域，近幾年張萍老師、丁林老師等對(duì)于如何進(jìn)行量化研究有深入系統(tǒng)的研究，起到了很好的示范引領(lǐng)作用[3,4].

調(diào)查研究與描述統(tǒng)計(jì)是物理教育量化研究方法中最基本的方法，也是其他量化研究方法的基礎(chǔ).通常用描述統(tǒng)計(jì)的方法將物理教育研究中大量零散的、雜亂無(wú)章的數(shù)字進(jìn)行整理、歸納、分析和概括，從而清晰地描述出物理教育的現(xiàn)象，顯示其分布特征[2].本文中我們采用調(diào)查研究，對(duì)在2021年春季水產(chǎn)專業(yè)教學(xué)中獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和統(tǒng)計(jì)，真實(shí)反映其分布特征.我們重點(diǎn)調(diào)查分析了平時(shí)作業(yè)、學(xué)習(xí)筆記、階段性測(cè)驗(yàn)(包括單元測(cè)驗(yàn))、出勤率過(guò)程考核因素對(duì)期末成績(jī)的影響.

在描述統(tǒng)計(jì)中通常使用相關(guān)和回歸分析來(lái)研究?jī)山M以上數(shù)據(jù)之間的關(guān)系.回歸分析(regression analysis)是相關(guān)分析的延伸，如果一個(gè)變量(回歸分析中稱為因變量)和另外一個(gè)或多個(gè)變量(自變量)存在顯著相關(guān)，說(shuō)明它們之間有某種共變關(guān)系，用數(shù)學(xué)模型描述這種變化關(guān)系，即為回歸分析；回歸分析是尋找相關(guān)關(guān)系中非確定性關(guān)系的某種確定性.按照研究涉及自變量的多少，分為一元回歸分析和多元回歸分析，線性回歸描述一個(gè)感興趣的變量隨其他變量的變化規(guī)律[2].本文中我們選取期末成績(jī)作為因變量，平時(shí)作業(yè)、學(xué)習(xí)筆記、階段性測(cè)驗(yàn)(包括單元測(cè)驗(yàn))、出勤率作為自變量，采用多元線性回歸分析.

2 量化研究數(shù)據(jù)分析方法

幾年來(lái)，我們結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)利用雨課堂、智夫子系統(tǒng)等，進(jìn)行在線隨堂測(cè)試，狠抓課堂質(zhì)量.增加平時(shí)測(cè)驗(yàn)所占比例，增加了平時(shí)測(cè)試和階段測(cè)試成績(jī)(圖1)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地了解學(xué)生們的掌握情況.成績(jī)各項(xiàng)進(jìn)行細(xì)化，客觀公正地對(duì)學(xué)生平時(shí)成績(jī)進(jìn)行評(píng)定；平時(shí)成績(jī)主要根據(jù)學(xué)生出勤率、課程作業(yè)、學(xué)習(xí)筆記、階段性考試等過(guò)程性考核形式綜合評(píng)定；為了真實(shí)地反映教學(xué)效果，期末考試必修大學(xué)物理C的1 500名左右學(xué)生統(tǒng)一命題，采取考教分離.

(a)

(b)圖1 利用智夫子系統(tǒng)進(jìn)行階段測(cè)試

以中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺(tái)學(xué)院水產(chǎn)專業(yè)2020級(jí)學(xué)生為例，屬于大學(xué)物理C類：總學(xué)時(shí)96學(xué)時(shí)，專門(mén)為農(nóng)學(xué)、生物、食品、水產(chǎn)等專業(yè)設(shè)置.其中春季學(xué)期64學(xué)時(shí)，教學(xué)內(nèi)容包括：氣體動(dòng)理論、熱力學(xué)基礎(chǔ)、靜電場(chǎng)、穩(wěn)恒磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)、機(jī)械波、波動(dòng)光學(xué)、量子物理基礎(chǔ).本學(xué)期教學(xué)內(nèi)容多，課時(shí)有限，對(duì)于非物理專業(yè)學(xué)生本學(xué)期內(nèi)容是一個(gè)挑戰(zhàn)，教學(xué)過(guò)程做好教學(xué)環(huán)節(jié)的每一個(gè)細(xì)節(jié)，師生共同努力，最大限度地提高課堂教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)也采用多種過(guò)程考核方式，注重課下學(xué)生對(duì)知識(shí)的消化吸收、理解及應(yīng)用.

本文研究的主要內(nèi)容為學(xué)生在大學(xué)物理學(xué)習(xí)過(guò)程中的表現(xiàn)對(duì)課程期末成績(jī)的影響，過(guò)程考核的衡量選取階段測(cè)試成績(jī)(3個(gè)單元---熱學(xué)、電磁學(xué)、機(jī)械波和波動(dòng)光學(xué))、作業(yè)成績(jī)、出勤情況和學(xué)習(xí)筆記章節(jié)總結(jié)整理4部分.階段測(cè)試成績(jī)反映了學(xué)生對(duì)大學(xué)物理課堂知識(shí)的掌握程度，出勤率和章節(jié)總結(jié)可以反映學(xué)生對(duì)課程的認(rèn)真程度.本文從這4個(gè)方面衡量學(xué)生在大學(xué)物理學(xué)習(xí)過(guò)程中的行為表現(xiàn)，進(jìn)而定量分析這4種影響因子對(duì)期末成績(jī)的貢獻(xiàn)，以2021年春季水產(chǎn)班的期末成績(jī)?yōu)橐蜃兞浚?種影響因子作為自變量，進(jìn)行多元線性回歸分析，定量研究4種影響因子對(duì)學(xué)生期末成績(jī)的影響.

3 量化研究結(jié)果與討論

首先，我們對(duì)2021年春季期末成績(jī)數(shù)據(jù)集進(jìn)行分析，該班共有89人，參加期末測(cè)試的人數(shù)為86人，缺考學(xué)生的數(shù)據(jù)記為無(wú)效數(shù)據(jù)，即該部分學(xué)生的成績(jī)不在我們的分析范圍內(nèi)，滿足統(tǒng)計(jì)要求的有效數(shù)據(jù)為86人.我們首先對(duì)該班級(jí)期末成績(jī)進(jìn)行單個(gè)數(shù)據(jù)分析，該班期末成績(jī)最高分為97分，中位數(shù)為51分，可以看出最高分與中位數(shù)的距離較大，因此我們進(jìn)一步計(jì)算該班級(jí)期末成績(jī)的標(biāo)準(zhǔn)差，標(biāo)準(zhǔn)差大小為22.415 6分，標(biāo)準(zhǔn)差較大表明該班級(jí)期末成績(jī)分布較分散，說(shuō)明該班級(jí)學(xué)生成績(jī)差異較大.

為分析階段測(cè)試成績(jī)、作業(yè)、出勤和章節(jié)總結(jié)對(duì)期末成績(jī)的貢獻(xiàn)，我們對(duì)這4種影響因子與期末成績(jī)進(jìn)行回歸分析.在進(jìn)行回歸分析之前，我們分別分析階段測(cè)試(總分為124分)、作業(yè)成績(jī)(總分為126分)、出勤(全勤為9次)和章節(jié)總結(jié)(最多為4次)的平均值(82.988分, 113.29分，8.63次, 2.19次)和標(biāo)準(zhǔn)差(21.012 6分，24.925分，1.189次, 1.046次)，結(jié)果表明階段測(cè)試和作業(yè)成績(jī)的標(biāo)準(zhǔn)差與期末成績(jī)的標(biāo)準(zhǔn)差很接近，說(shuō)明從平時(shí)階段測(cè)試和作業(yè)成績(jī)中也反映了該班級(jí)成績(jī)分布較為分散，學(xué)生之間差異較大.而出勤和章節(jié)總結(jié)的標(biāo)準(zhǔn)差比較相近，數(shù)值上比期末成績(jī)的方差小得多，該結(jié)果應(yīng)該是由于這兩個(gè)因子的取值范圍較小造成的.

我們計(jì)算了4種影響因子(階段測(cè)試成績(jī)、作業(yè)成績(jī)、出勤次數(shù)和章節(jié)總結(jié)次數(shù))與期末成績(jī)的相關(guān)系數(shù)分別為0.434(大于99%置信度), 0.266(大于95%置信度)，0.288(大于99%置信度)和0.162(小于95%置信度)；結(jié)果表明階段測(cè)試成績(jī)、作業(yè)成績(jī)和出勤次數(shù)3種影響因子與期末成績(jī)高度相關(guān)(超過(guò)95%置信度)，而章節(jié)總結(jié)次數(shù)這個(gè)影響因子與期末成績(jī)的相關(guān)性并不高.階段測(cè)試成績(jī)與期末成績(jī)的相關(guān)性最高，相關(guān)系數(shù)為0.434，該結(jié)果說(shuō)明平時(shí)測(cè)試成績(jī)好的學(xué)生，對(duì)知識(shí)水平掌握較好，更趨于獲得好的期末成績(jī).

最后，我們以期末成績(jī)?yōu)橐蜃兞浚?個(gè)影響因子為自變量進(jìn)行多元線性回歸分析，設(shè)期末成績(jī)?yōu)閅,階段測(cè)試成績(jī)?yōu)閤1，作業(yè)成績(jī)?yōu)閤2，出勤為x3，章節(jié)總結(jié)為x4，我們得到的回歸方程為

Y=0.444x1-0.067x2+1.83x3+

0.92x4+3.515

(1)

該回歸方程R2為0.196，調(diào)整后R2為0.156；該回歸結(jié)果中只有階段測(cè)試的回歸結(jié)果較為顯著(大于99%)，其他因子的回歸系數(shù)均小于95%的置信度.該回歸結(jié)果說(shuō)明階段測(cè)試可以一定程度上預(yù)測(cè)學(xué)生的期末成績(jī)，階段測(cè)試成績(jī)?cè)黾?0分，期末成績(jī)可以增加4.44分左右，其中階段測(cè)試成績(jī)與期末成績(jī)回歸結(jié)果的散點(diǎn)圖如圖2所示.

圖2 2021年春季水產(chǎn)班大學(xué)物理C期末成績(jī)與階段測(cè)試成績(jī)回歸結(jié)果的散點(diǎn)圖

此外，我們同樣繪制了期末成績(jī)與作業(yè)成績(jī)、出勤次數(shù)和章節(jié)總結(jié)回歸結(jié)果的圖形，圖3為期末成績(jī)與作業(yè)成績(jī)的回歸結(jié)果圖形.

圖3 2021年春季水產(chǎn)班大學(xué)物理C期末成績(jī)與作業(yè)成績(jī)回歸結(jié)果的散點(diǎn)圖

根據(jù)圖3中期末成績(jī)與作業(yè)成績(jī)的散點(diǎn)圖可知，該班大部分學(xué)生的作業(yè)成績(jī)?cè)?00～125分之間，作業(yè)成績(jī)與期末成績(jī)線性回歸的斜率非常小，表明作業(yè)成績(jī)與期末成績(jī)間沒(méi)有非常明顯的線性關(guān)系.

圖4表示的是期末成績(jī)與出勤次數(shù)和章節(jié)總結(jié)回歸結(jié)果的直方圖.從圖4(a)可以看出總體上出勤次數(shù)越多期末成績(jī)?cè)胶茫鹿?jié)總結(jié)次數(shù)越多更趨于取得更高的期末成績(jī).

圖4 2021年春季水產(chǎn)班期末成績(jī)與出勤次數(shù)、章節(jié)總結(jié)回歸結(jié)果的直方圖

由以上分析可知階段測(cè)試對(duì)期末成績(jī)影響顯著，3次階段測(cè)試成績(jī)分別對(duì)應(yīng)熱學(xué)、電磁學(xué)、機(jī)械波和波動(dòng)光學(xué)，為了進(jìn)一步探究階段測(cè)試對(duì)期末成績(jī)的影響，我們以期末成績(jī)?yōu)橐蜃兞浚?次階段測(cè)試成績(jī)?yōu)樽宰兞窟M(jìn)行回歸分析，記3次階段測(cè)試成績(jī)分別為t1，t2和t3，則回歸方程為

Y=0.821t1+0.199t2+0.037t3+17.947

(2)

該回歸模型調(diào)整后的R2為0.18，其中階段測(cè)試1(熱學(xué))的結(jié)果顯著(大于95%的置信度)，該結(jié)果說(shuō)明熱學(xué)的掌握程度一定程度上可以預(yù)測(cè)學(xué)生的期末成績(jī)，如果熱學(xué)成績(jī)?cè)黾?0分，期末成績(jī)可以增加8.21分左右.回歸結(jié)果表明階段測(cè)試對(duì)學(xué)生期末成績(jī)的影響顯著，尤其是熱學(xué)部分，熱學(xué)是春季學(xué)期最開(kāi)始學(xué)習(xí)的內(nèi)容，是后面章節(jié)的基礎(chǔ)也是決定學(xué)生對(duì)該課程是否感興趣的關(guān)鍵，這在一定程度上可以解釋該部分內(nèi)容的掌握程度對(duì)學(xué)生期末成績(jī)影響的現(xiàn)象.我們的回歸結(jié)果和相關(guān)系數(shù)分析結(jié)果顯示，章節(jié)總結(jié)對(duì)期末成績(jī)的影響效果甚微.而作業(yè)和出勤與期末成績(jī)顯著相關(guān)，表明按時(shí)出勤，認(rèn)真完成作業(yè)對(duì)期末成績(jī)的好壞也有一定的影響，而這兩個(gè)因素對(duì)期末成績(jī)的影響用多元線性回歸的方法尚有很大的不確定性.出勤次數(shù)與章節(jié)總結(jié)這兩個(gè)因子的回歸結(jié)果不理想可能與我們統(tǒng)計(jì)的這兩個(gè)因子的樣本量較小有關(guān).

本文中多元回歸模型的R2比較小，可能的原因?yàn)槲覀兛紤]的影響因子比較少，在今后的工作中將加入更多的影響因子；我們分析的2020年春季水產(chǎn)專業(yè)只有89人，樣本容量相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較小的，因此,在今后的工作中將采集更多的班級(jí)進(jìn)行分析，對(duì)該工作進(jìn)行進(jìn)一步的完善.

4 結(jié)論

利用多元線性回歸的方法定量分析4種影響因子(階段測(cè)試成績(jī)、作業(yè)成績(jī)、出勤次數(shù)和章節(jié)總結(jié))對(duì)學(xué)生期末成績(jī)的影響.我們的研究結(jié)果表明：階段測(cè)試成績(jī)可以一定程度上預(yù)測(cè)學(xué)生的期末成績(jī)，階段測(cè)試成績(jī)?cè)黾?0分，期末成績(jī)大約可以增加4.44分左右，這對(duì)我們大學(xué)物理的教學(xué)有一定的指導(dǎo)意義，如果我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中注意階段性測(cè)試，并對(duì)學(xué)生階段性測(cè)試結(jié)果進(jìn)行及時(shí)有效的分析，對(duì)學(xué)生的期末成績(jī)會(huì)有顯著的積極作用.而平時(shí)測(cè)試成績(jī)中的熱學(xué)部分對(duì)學(xué)生期末成績(jī)的影響更為顯著，因此，我們?cè)诖杭敬髮W(xué)物理教學(xué)過(guò)程中，對(duì)熱學(xué)部分講授過(guò)程中可以多花費(fèi)一些時(shí)間，對(duì)該部分內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)講解，對(duì)學(xué)生在整個(gè)春季物理學(xué)習(xí)及其期末成績(jī)都有促進(jìn)作用.作業(yè)成績(jī)和出勤次數(shù)與期末成績(jī)也顯著相關(guān)，但是回歸模型中對(duì)這兩個(gè)影響因子的回歸結(jié)果并不很顯著；而章節(jié)總結(jié)與期末成績(jī)并沒(méi)有表現(xiàn)出顯著相關(guān)，回歸模型對(duì)該因子的回歸結(jié)果不顯著.